化工熱力學(xué)試卷三套與答案

選擇題（每題2分，共10分）1.純物質(zhì)的第二virial系數(shù)B（A）A僅是溫度的函數(shù)B是T和P的函數(shù)C是T和V的函數(shù)D是任何兩強(qiáng)度性質(zhì)的函數(shù)2.T溫度下的過冷純液體的壓力P（A。參考P－V圖上的亞臨界等溫線。）><=3.二元氣體混合物的摩爾分?jǐn)?shù)y1=0.3，在一定的T，P下，，則此時混合物的逸度系數(shù)為。（C）A0.9097B0.89827C0.8979D0.90924.某流體在穩(wěn)流裝置中經(jīng)歷了一個不可逆絕熱過程，裝置所產(chǎn)生的功為24kJ，則流體的熵變（A）A.大于零B.小于零C.等于零D.可正可負(fù)5.Henry規(guī)則（C）A僅適用于溶劑組分B僅適用于溶質(zhì)組分C適用于稀溶液的溶質(zhì)組分D階段適用于稀溶液的溶劑填空題（每題2分，共10分）液態(tài)水常壓下從25℃加熱至50封閉體系中的1mol理想氣體(已知)，按下列途徑由T1、P1和V1可逆地變化至P2，則，等溫過程的W=，Q=，SYMBOL68\f"Symbol"U=0，SYMBOL68\f"Symbol"H=0。正丁烷的偏心因子ω＝0.193，臨界壓力為pc＝3.797MPa，則在Tr＝0.7時的蒸汽壓為（0.2435）MPa。溫度為T的熱源與溫度為T0的環(huán)境之間進(jìn)行變溫?zé)崃總鬟f，其等于熱容為Cp，則ExQ的計算式為(）。指出下列物系的自由度數(shù)目，(1)水的三相點0，(2)液體水與水蒸汽處于汽液平衡狀態(tài)1簡答題：（共30分）填表（6分）偏摩爾性質(zhì)()溶液性質(zhì)(M)關(guān)系式()lnflnSYMBOL106\f"Symbol"lnSYMBOL103\f"Symbol"i2.有人提出了一定溫度下二元液體混合物的偏摩爾體積的模型是，其中V1，V2為純組分的摩爾體積，a，b為常數(shù)，問所提出的模型是否有問題？（8分）解：由Gibbs-Duhem方程得，，a,b不可能是常數(shù)，故提出的模型有問題。3.寫出封閉系統(tǒng)和穩(wěn)定流動系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律。（5分）答：封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律：穩(wěn)流系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律：4.分析作外功的絕熱膨脹后溫度降低的原因，并在T-S圖中示意。（6分）5..寫出穩(wěn)流體系的熵平衡方程，并指出各項的含義。（5分）答：四、試由飽和液體水的性質(zhì)估算(a)100℃，2.5MPa和(b)100℃，20MPa下水的焓和熵，已知100MPa，Jg-1，Jg-1K-1,cm3g-1,cm3g-1K-1解：體系有關(guān)狀態(tài)點如圖所示 所要計算的點與已知的飽和點是在同一條等溫線上，由 cm3g-1K-1得 又 cm3g-1得當(dāng)P=2.5MPa時，S=1.305Jg-1K-1；H=420.83Jg-1；當(dāng)P=20MPa時，S=1.291Jg-1K-1；H=433.86Jg-1。五、由氣體狀態(tài)方程p(V－b)＝RT（其中b是與溫度無關(guān)的常數(shù)），推導(dǎo)剩余焓和剩余熵的表達(dá)式。（10分）解：六、通過virial方程計算每克CO2在310K和0.81MPa時的體積。已知CO2的臨界壓力和臨界溫度分別為7.376MPa、304.2K，偏心因子為0.23。（10分）解：Pr＝0.81/7.376=0.108七、甲烷由98.06kPa，300K壓縮后冷卻到6.667kPa，300K。若壓縮過程耗功1021.6kJ/kg，求（1）冷卻器中需要移走的熱量；（2）壓縮冷卻過程的損失功；（3）壓縮冷卻過程的理想功；（4）壓縮冷卻過程的熱力學(xué)效率。環(huán)境溫度為T0＝300k，已知：（15分）98.06kPa，300k時，H1＝953.74kJ/kg，S1=7.0715kJ/kg?K6.667kPa，300k時，H2＝886.76kJ/kg，S2=4.7198kJ/kg?K解：（1）(2)(3)=-793.54kJ/kg(4)單項選擇題（每題1分，共30分）：本大題解答（用A或B或C或D）請?zhí)钊胂卤恚侯}號題號12345678910答案BCCDDCDBCD題號11121314151617181920答案BDCBCDAAAB題號21222324252627282930答案ABCABCDABB1．關(guān)于化工熱力學(xué)研究特點的下列說法中不正確的是（）A.研究體系為實際狀態(tài)。B.解釋微觀本質(zhì)及其產(chǎn)生某種現(xiàn)象的內(nèi)部原因。C.處理方法為以理想態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)加上校正。D.獲取數(shù)據(jù)的方法為少量實驗數(shù)據(jù)加半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?。E.應(yīng)用領(lǐng)域是解決工廠中的能量利用和平衡問題。2．Pitzer提出的由偏心因子ω計算第二維里系數(shù)的普遍化關(guān)系式是（）。A．B=B0ωB1B．B=B0ω+B1C．BPC/（RTC）=B0+ωB1D．B=B0+ωB13．下列關(guān)于GE關(guān)系式正確的是（）。A.GE=RT∑XilnXiB.GE=RT∑XilnaiC.GE=RT∑XilnγiD.GE=R∑XilnXi4．下列偏摩爾自由焓表達(dá)式中，錯誤的為（）。A. B.；C. D.5.下述說法哪一個正確？某物質(zhì)在臨界點的性質(zhì)()（A）與外界溫度有關(guān)(B)與外界壓力有關(guān)(C)與外界物質(zhì)有關(guān)(D)是該物質(zhì)本身的特性。6．泡點的軌跡稱為（），露點的軌跡稱為（），飽和汽、液相線與三相線所包圍的區(qū)域稱為（）。A.飽和汽相線，飽和液相線，汽液共存區(qū)B.汽液共存線，飽和汽相線，飽和液相區(qū)C.飽和液相線，飽和汽相線，汽液共存區(qū)7．關(guān)于逸度的下列說法中不正確的是() （A）逸度可稱為“校正壓力”。（B）逸度可稱為“有效壓力”。 （C）逸度表達(dá)了真實氣體對理想氣體的偏差。（D）逸度可代替壓力，使真實氣體的狀態(tài)方程變?yōu)閒v=nRT。（E）逸度就是物質(zhì)從系統(tǒng)中逃逸趨勢的量度。8．范德華方程與R－K方程均是常見的立方型方程，對于摩爾體積V存在三個實根或者一個實根，當(dāng)存在三個實根時，最大的V值是。A、飽和液體體積B、飽和蒸汽體積C、無物理意義D、飽和液體與飽和蒸汽的混合體積9．可以通過測量直接得到數(shù)值的狀態(tài)參數(shù)是。A、焓B、內(nèi)能C、溫度D、熵10．對于流體混合物，下面式子錯誤的是。A、B、C、理想溶液的D、理想溶液的11．由純組分形成理想溶液時，其混合焓ΔHid。A.>0；B.=0；C.<0；D.不確定。12．體系中物質(zhì)i的偏摩爾體積的定義式為：。A.B.C.D.13．混合氣體的第二維里系數(shù)A.T和P的函數(shù)B.僅為T的函數(shù)C.T和組成的函數(shù)D.P和組成的函數(shù)14．下列論述錯誤的是。A．P-R方程能同時應(yīng)用于汽、液兩相計算，準(zhǔn)確度較高。B.R-K方程能同時應(yīng)用于汽、液兩相計算，準(zhǔn)確度較高。C.活度系數(shù)可以大于1也可小于1。D.壓縮因子可以大于1也可小于1。15．混合物的逸度與純組分逸度之間的關(guān)系是。A.；B.；C.ln；D.ln16．純物質(zhì)臨界點時，對比溫度Tr。A.＝0；B.>1；C.<1；D.=1。17．當(dāng)潛水員深海作業(yè)時，若以高壓空氣作為呼吸介質(zhì)，由于氮氣溶入血液的濃度過大，會給人體帶來致命影響（類似氮氣麻醉現(xiàn)象）。根據(jù)下表中25℃氣體H/bar氣體H/bar氣體H/bar氣體H/bar乙炔1350一氧化碳5400氦氣126600甲烷41850空氣72950乙烷30600氫氣71600氮氣87650二氧化碳1670乙烯11550硫化氫550氧氣44380A氦氣B二氧化碳C．乙烷D．甲烷18.在373.15K和101325Pa下水的化學(xué)位與水蒸氣化學(xué)位的關(guān)系為

(A)μ(水)＝μ(汽)

(B)μ(水)＜μ(汽)(C)μ(水)＞μ(汽)

(D)無法確定19．298K下，將兩種液體恒溫恒壓混合，形成理想液態(tài)混合物，則混合前后下列熱力學(xué)性質(zhì)的變化情況為：(A)?S>0，?G<0 (B)?S=0，?G<0 (C)?S<0，?G>0 (D)以上均不對20在同一溫度下，單組分體系T—S圖上各等壓線隨熵值的增大，壓力將（）A．增大B．減小C．不變D．不一定21.偏摩爾性質(zhì)是（）A．強(qiáng)度性質(zhì)B．容量性質(zhì)C．超額性質(zhì)D．剩余性質(zhì)22等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾體積隨A濃度的改變而增加，則B的偏摩爾體積將隨A濃度的改變：()

A.增加B.減小C.不變D.不一定23..利用麥克斯韋關(guān)系式，其目的是將難測的（）與易測的（）聯(lián)系起來。A.H，U，S，G；x,yB.逸度系數(shù)，活度系數(shù)；P、V、TC.H，U，S，G；P、V、TD.逸度系數(shù)，活度系數(shù)；x,y24.關(guān)于化學(xué)勢的下列說法中不正確的是()A.系統(tǒng)的偏摩爾量就是化學(xué)勢

B.化學(xué)勢是系統(tǒng)的強(qiáng)度性質(zhì)C.系統(tǒng)中的任一物質(zhì)都有化學(xué)勢

D.化學(xué)勢大小決定物質(zhì)遷移的方向25.對單位質(zhì)量，定組成的均相流體體系，在非流動條件下，錯誤的熱力學(xué)基本關(guān)系式是（）。A．dH=TdS+VdpB．dU=SdT–pdVC．dG=-SdT+VdpD．dA=-SdT–pdV26.Vg和Vl分別為飽和蒸汽和飽和液體的體積，x為濕蒸汽干度，則濕蒸汽的體積V為：A.V=x(Vg-Vl)+VgB.V=(Vg-Vl)+xVlC.V=x(Vg-Vl)+VlD.V=(1-x)Vg+xVl27.對理想溶液具有負(fù)偏差的體系中，各組分活度系數(shù)γi（）。A．>1B.=0C.=1D.<128.對1mol符合狀態(tài)方程的氣體，T應(yīng)是（）A.R/（V-b）B.RC.-R/PD.R/T29.本課程學(xué)過各種狀態(tài)方程如RK方程、理想氣體方程、vdW方程、SRK方程，PR方程，請為它們的計算準(zhǔn)確度排序。A．RK>PR>SRK>vdW>理想氣體方程;B．PR≈SRK>RK>vdW>理想氣體方程;C．PR>vdW>SRK>RK>理想氣體方程;D．SRK>RK>PR>vdW>理想氣體方程;30.在P-V圖上，從過熱蒸氣的狀態(tài)點a出發(fā)，達(dá)到過冷液體的狀態(tài)點d，可以是均相的途徑(a→b→c→d)，也可以是非均相的途徑(a→b’→c’→d)。請指出相應(yīng)正確的P-T圖為.A.B.C．D.題號題號12345678910答案BCCDDCDBCD題號11121314151617181920答案BDCBCDAAAB題號21222324252627282930答案ABCABCDABB二、填充題（每空1分，共25分）1．純物質(zhì)P-V圖臨界等溫線在臨界點處的斜率和曲率都等于___0______。2．剩余性質(zhì)是指在相同的溫度和壓力下真實氣體與理想氣體熱力學(xué)性質(zhì)之差。3.超額性質(zhì)是指真實溶液與理想溶液熱力學(xué)性質(zhì)之差。4．溶液中組分i的活度系數(shù)的定義是=。5．某氣體溫度為T℃，其臨界溫度為TC℃，給氣體加的壓力P足夠大，則氣體能被液化的溫度條件是T<TC。6．檢驗汽液平衡數(shù)據(jù)可靠性的基本公式為Gibbs-Duhem方程，其形式為。7．在真實氣體混合物P→0時，組分的逸度系數(shù)等于1。8．三參數(shù)對比狀態(tài)原理中，三參數(shù)是指Tr,Pr,ω。9.混合法則描述的是混合物的虛擬參數(shù)與所含純組分以及組成之間的關(guān)系,它的提出是了解決混合物熱力學(xué)性質(zhì)的計算問題。10.偏心因子的定義是，其物理意義是表示分子與簡單的球形流體在形狀和極性方面的偏心度。。11.體積膨脹系數(shù)的定義式為：那么，理想氣體的體積膨脹系數(shù)為1/T。12.在下表空格處填入相應(yīng)的偏摩爾性質(zhì)或溶液性質(zhì)M㏑γi13．逸度的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)有兩類，1）以Lewis-Randall規(guī)則為定則，例如25℃,1atm下鹽酸中的水2）以Henry規(guī)則為定則，例如25℃,1atm下鹽酸中的HCl14.混合性質(zhì)變化的定義。三、判斷題（請在正確的題后括號內(nèi)畫“√”,錯誤的畫“×”）（10分）1．維里系數(shù)的物理意義是代表物質(zhì)極性的大小。(×)2．對于理想混合物，均為零。(×)3．對于二元混合物體系，當(dāng)在某濃度范圍內(nèi)組分2符合Henry規(guī)則，則在相同的濃度范圍內(nèi)組分1符合Lewis-Randall規(guī)則。(√)4.理想溶液的混合性質(zhì)和超額性質(zhì)相同。(×)5．混合物體系達(dá)到汽液平衡時，總是有。(×)6．化學(xué)位可表示成四個偏導(dǎo)數(shù)形式，每個偏導(dǎo)數(shù)都是偏摩爾性質(zhì)。（×）7．對于理想溶液，所有超額性質(zhì)皆等于零。（√）8.在T－S圖上,空氣和水蒸氣一樣,在兩相區(qū)內(nèi),等壓線和等溫線是重合的。(×)9.等溫、等壓下的N元混合物的Gibbs-Duhem方程的形式之一是。(×)10.溫度和壓力相同的兩種理想氣體混合后，則溫度和壓力不變，總體積為原來兩氣體體積之和，總內(nèi)能為原兩氣體內(nèi)能之和，總熵為原來兩氣體熵之和。(×)四、計算題（共35分）1．（10分）已知0.03Mpa時測得某蒸汽的質(zhì)量體積為4183cm3.g-1，請求出單位質(zhì)量的H、S和G函數(shù)各是多少？0.03Mpa（50℃）性質(zhì)M飽和液相飽和汽相V/cm3.g-11.02235229H/J.g-1289.302625.4S/Jg-1K-10.94417.7695。(3分)(2分)(2分)(3分)2．（10分）在298K和0.1MPa下二元系焓變已知x為摩爾分?jǐn)?shù)以Lewis—Randall定則為基準(zhǔn)，求：（1），(4分)；2）無限稀釋偏摩爾值，(3分)；（3），(3分)3．（15分）已知某二元溶液的活度系數(shù)模型為，其中A,B,C僅是T,P的函數(shù)。求（均以Lewis-Randall定則為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。)（15分）(2分)解：(3分)(2分)(2分)(3分)(3分)一．選擇題（每題1分，共15分）：1、對單原子氣體和甲烷，其偏心因子ω，近似等于:()a.0b.1c.2d.32、純物質(zhì)臨界點時，對比溫度Tr()a.=0b.>1c.<1d.=13、下述說法哪一個正確？某物質(zhì)在臨界點的性質(zhì)()（A）與外界溫度有關(guān)(B)與外界壓力有關(guān)(C)與外界物質(zhì)有關(guān)(D)是該物質(zhì)本身的特性。4、下面的說法中不正確的是()（A）純物質(zhì)無偏摩爾量。（B）任何偏摩爾性質(zhì)都是T，P的函數(shù)。（C）偏摩爾性質(zhì)是強(qiáng)度性質(zhì)。（D）強(qiáng)度性質(zhì)無偏摩爾量。5、關(guān)于逸度的下列說法中不正確的是() （A）逸度可稱為“校正壓力”。（B）逸度可稱為“有效壓力”。 （C）逸度表達(dá)了真實氣體對理想氣體的偏差。（D）逸度可代替壓力，使真實氣體的狀態(tài)方程變?yōu)閒v=nRT。（E）逸度就是物質(zhì)從系統(tǒng)中逃逸趨勢的量度。6．二元溶液，T,P一定時,Gibbs—Duhem方程的正確形式是().a.X1dlnγ1/dX1+X2dlnγ2/dX2=0b.X1dlnγ1/dX2+X2dlnγ2/dX1=0c.X1dlnγ1/dX1+X2dlnγ2/dX1=0d.X1dlnγ1/dX1–X2dlnγ2/dX1=07.在373.15K和101325Pa下水的化學(xué)位與水蒸氣化學(xué)位的關(guān)系為

(A)μ(水)＝μ(汽)

(B)μ(水)＜μ(汽)(C)μ(水)＞μ(汽)

(D)無法確定8.關(guān)于熱力學(xué)基本方程dU=TdS-pdV,下面的說法中準(zhǔn)確的是()

(A)TdS是過程熱

(B)pdV是體積功

(C)TdS是可逆熱

(D)在可逆過程中,pdV等于體積功,TdS即為過程熱9.關(guān)于化學(xué)勢的下列說法中不正確的是()A.系統(tǒng)的偏摩爾量就是化學(xué)勢

B.化學(xué)勢是系統(tǒng)的強(qiáng)度性質(zhì)C.系統(tǒng)中的任一物質(zhì)都有化學(xué)勢

D.化學(xué)勢大小決定物質(zhì)遷移的方向

10.關(guān)于活度和活度系數(shù)的下列說法中不正確的是()（A）活度是相對逸度，校正濃度,有效濃度；(B)理想溶液活度等于其濃度。（C）活度系數(shù)表示實際溶液與理想溶液的偏差。（D）任何純物質(zhì)的活度均為1。（E）的偏摩爾量。11.等溫等壓下，在A和B組成的均相體系中，若A的偏摩爾體積隨濃度的改變而增加，則B的偏摩爾體積將：()

A.增加B.減小C.不變D.不一定12.麥克斯韋關(guān)系式的主要作用是()

(A)簡化熱力學(xué)變量的計算；(B)用某個熱力學(xué)函數(shù)代替另一不易測定的熱力學(xué)函數(shù)的偏微商；(C)用易于測定的狀態(tài)性質(zhì)的偏微商代替不易測定的狀態(tài)性質(zhì)的偏微商；(D)便于用特性函數(shù)表達(dá)其它熱力學(xué)函數(shù)13.下列四個關(guān)系式中哪一個不是麥克斯韋關(guān)系式？()

A.（T/V)S=（V/S)pB.（T/p)S=（V/S)p

C.（S/V)T=（p/T)VD.（S/p)T=-(V/T)p14.對1mol理想氣體，應(yīng)是（）R/V；（b）R；（c）-R/P；（d）R/T。15.下列各式中，化學(xué)位的定義式是()二、下列判斷題正確者用“√”；不正確者用“×”。（每題0.5分，共5分）1、熱力學(xué)來源于實踐——生產(chǎn)實踐及科研實踐，但它同時又高于實踐，熱力學(xué)的一致性原則，?？煽疾椋灒┏隹蒲谢?qū)嵺`中引出的錯誤認(rèn)識并加以糾正。（）2.由三種不反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)組成的三相PVT體系,達(dá)平衡時,僅一個自由度。()3.任何真實氣體的性質(zhì)可用同溫同壓下,該氣體的剩余性質(zhì)和理想氣體性質(zhì)的總和計算。()4.在T－S圖上,空氣和水蒸氣一樣,在兩相區(qū)內(nèi),等壓線和等溫線是重合的。()5.超額自由焓與活度系數(shù)間的關(guān)系有。()6.符合Lewis-Randall定則的溶液為理想溶液。()7.只有偏摩爾自由焓與化學(xué)位相等，所以是最有用的()8.當(dāng)取同一標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時,溶液的過量熱力學(xué)性質(zhì)有。()9.理想溶液中溶液的超額自由焓所以組分的活度系數(shù)。()10.當(dāng)T、P一定時,溶液中組分i的活度系數(shù)(為組分的分逸度,為純組分逸度)。()三、填充題（每空1分，共25分）：1．逸度的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)有兩類，1）以為定則，2）以為定則，請舉例說明1）2）。2.寫出熱力學(xué)基本方程式_______________；_______________；_______________；_______________。3．對理想溶液,ΔH=_________，ΔV=___________，ΔS=____________，ΔG=____________。4.對應(yīng)態(tài)原理是指。三參數(shù)對應(yīng)態(tài)原理中三個參數(shù)為__________________。普遍化方法分為_____________和_____________兩種方法；用普遍化方法可以計算_____________、_____________、_____________和_____________性質(zhì)。5、活度的定義_____________；活度系數(shù)的定義。6、剩余性質(zhì)的定義。7、混合性質(zhì)變化的定義。8、超額性質(zhì)的定義。9、偏心因子的定義。四、簡答題（共20分）1.化工熱力學(xué)的研究特點是什么？（4